C) Vi sono organismi pluricellulari che possono riprodursi sia sessualmente che asessualmente. 

Scuola Galileiana di Studi Superiori – Anno 2007/2008  Prova di Biologia 

A) Gli organismi rappresentano sistemi altamente complessi che si sviluppano e funzionano  grazie ad una costante comunicazione fra tutte le loro componenti. Il sistema maggiormente  coinvolto è quello neuroendocrino in cui la comunicazione può differire molto per velocità e  distanze coperte. Il candidato esemplifichi riferendo in modo sintetico sulle caratteristiche del  neurone e sulla trasmissione nervosa, e sul meccanismo ormonale che regola l’attività 

riproduttiva. 

B) Individui che si assomigliano possono non appartenere alla stessa specie, mentre individui  molto diversi possono appartenere alla stessa specie. Il candidato esemplifichi su questa  affermazione e illustri gli elementi fondamentali su cui poggia il concetto di specie. 

C) Vi sono organismi pluricellulari che possono riprodursi sia sessualmente che asessualmente. 

Quali vantaggi offre la riproduzione sessuata rispetto alla asessuata? Perché nonostante questi  vantaggi la riproduzione asessuata è ampiamente diffusa in piante e animali? 

D)  Nell’uomo i gruppi sanguigni del sistema ABO costituiscono un esempio di alleli multipli di 

un singolo gene. E’ possibile che una coppia abbia quattro figli ognuno con gruppo sanguigno 

diverso? Quale è il loro fenotipo?  Quale è il genotipo dei genitori? Quale è la probabilità che il 

quinto figlio sia A?

RISPOSTE 

A) La comunicazione fra cellule avviene fin dalla prime fasi di sviluppo durante tutta la vita  dell’organismo ed è indispensabile per realizzare il differenziamento istologico, le interazioni  tissutali e la vita stessa dell’individuo. Ogni cellula invia e riceve segnali, generici e selettivi,  dalle altre cellule, comunicando la propria presenza e collocazione e rispondendo selettivamente  ai messaggi che arrivano dalle altre cellule, in modo da poter assicurare uno sviluppo armonico  degli organi. Per la trasmissione dei segnali vengono usate due modalità principali, chimica ed  elettrica. Nel primo caso il messaggio può diffondere fra cellule adiacenti utilizzando 

plasmodesmi o giunzioni comunicanti, oppure può diffondere attraverso l’ambiente 

extracellulare raggiungendo il plasmalemma della medesima cellula (segnale autocrino), oppure  di cellule vicine (segnale paracrino e sinaptico), oppure di cellule anche molto lontane (segnale  ormonale) utilizzando in quest’ultimo caso la circolazione sanguigna, con tempi quindi anche  molto lunghi, ma efficacia del segnale grazie alla specificità dei recettori. Nel secondo caso,  usata tipicamente dal tessuti eccitabili quali il tessuto nervoso, la trasmissione è estremamente  veloce poiché, sfruttando il voltaggio elettrico generato dalla differenza di potenziale delle due  superfici del plasmalemma, l’impulso può propagarsi lungo la fibra nervosa ad alta velocità  superando i confini cellulari grazie alla presenza di sinapsi elettriche o chimiche. 

Possono quindi essere richiamati ed eventualmente considerati sinteticamente i seguenti aspetti: 

1) trasmissione del segnale chimico: a) sintesi e secrezione delle molecole segnale, b)  caratteristiche dei recettori di ligandi proteici, c) trasduzione del segnale, d) risposta della  cellula; 2) trasmissione del segnale elettrico: a) morfologia del neurone (soma, dendriti, assone),  b) caratteristiche del plasmalemma (potenziale di membrana), c) propagazione dell’impulso  (ruolo dei canali ionici ad accesso regolato), d) sinapsi e neurotrasmettitori. 

L’esemplificazione della regolazione ormonale nella attività riproduttiva può essere estesa agli  organismi pluricellulari in generale o limitato alla specie umana, in particolare alla donna, ove la  periodicità della maturazione degli ovociti, seguita da periodico ciclo mestruale si svolge 

attraverso una stretta comunicazione fra ipotalamo, ipofisi,  ovario ed utero: specifiche molecole  regolano il rilascio di ormoni (FSH e LH) da parte dell’adenoipofisi che portano a maturazione  l’ovocita (fase follicolare), ne provocano l’ovulazione (espulsione dell’ovocita dall’ovario) cui  segue la formazione del corpo luteo (fase luteinica)  con produzione di progesterone e sviluppo  della mucosa uterina. Strette interazioni fra ormoni coinvolti e  sistemi di feed­back regolano le  onde di sintesi e rilascio degli ormoni coinvolti. 

B) Individui filogeneticamente distanti possono assomigliarsi a seguito di diverse risposte  adattative. Ad esempio, per il fenomeno di convergenza, individui di specie diverse presentano  caratteri simili come risposta a condizioni ambientali simili a cui sono stati sottoposti durante la  loro evoluzione (esempio ali e adattameno al volo in uccelli e mammiferi; pinne e adattamento  al nuoto in pesci e mammiferi). Altri meccanismi di selezione possono portare a somiglianze fra  specie diverse come avviene negli insetti ove la sopravvivenza di alcune specie indifese  viene  garantita dalla spiccata somiglianza con specie velenose  (mimetismo batesiano). All’opposto,  individui di una stessa specie possono differire sensibilmente durante le diverse fasi dello  sviluppo, ma anche allo stato adulto. Tipico è il dimorfismo sessuale che in alcuni casi ha  portato ad assegnare il maschio e la femmina a specie diverse (esempio alcuni insetti, teleostei,  echiuridi). 

Seguendo Erst Mayr si può definire “specie biologica” un gruppo di popolazioni naturali i cui 

membri sono potenzialmente in grado di incrociarsi fra loro producendo una prole fertile. Ne 

consegue che gli individui di una data specie non possono incrociarsi con individui di un’altra 

specie, oppure se ciò avviene, la prole non è fertile. Ogni specie risulta quindi isolata dal punto

di vista riproduttivo da altre specie seppur simili. Questo isolamento riproduttivo dipende da 

“barriere” che a diversi livelli impediscono la fecondazione o ostacolano l’accoppiamento fra  specie diverse (isolamento gametico, isolamento anatomico, isolamento temporale, isolamento  comportamentale, isolamento di habitat). Peraltro, altre barriere possono agire dopo la 

fecondazione impedendo la sopravvivenza degli ibridi o la loro fertilità. 

C) La riproduzione sessuata richiede la partecipazione di cellule specializzate o gameti  (spermatozoo e uovo) che formati attraverso la meiosi e che si fondono al momento della  fecondazione per dare origine ai nuovi individui. Questa modalità aumenta fortemente la  variabilità genetica all’interno di una popolazione per i riarrangiamenti cromosomici durante la  meiosi e per la mescolanza dei corredi portati dai due gameti. A seguito delle nuove 

combinazioni di geni derivati dai genitori, vengono così prodotti individui unici, che vengono  poi sottoposti al vaglio della selezione naturale. Peraltro, la riproduzione asessuata in cui la  prole (ottenuta attraverso attività mitotica) ha lo stesso genoma del genitore, presenta altri  vantaggi quali: riproduzione di individui isolati anche in assenza di un partner; produzione di  una prole numerosa in tempi brevi; maggiore capacità competitiva per lo spazio grazie alla  formazione di grosse colonie; dispersione attraverso a frammentazione delle colonie o di grossi  individui; ripetizione di moduli uguali oppure diversi con suddivisione di compiti fra individui  diversi; plasticità nello sviluppo e nelle risposte a variazioni ambientali (es., ibernazione); forti  potenzialità rigenerative di organi o parti. 

D) E’ possibile che una coppia abbia quattro figli con gruppo sanguigno diverso, 

rispettivamente con fenotipo A, B, AB, O. Uno dei genitori (non importa se madre o padre) 

deve avere genotipo  I 

i mentre l’altro deve avere genotipo  I 

i. La probabilità che il quinto figlio 

sia A è pari a ¼.